内燃机车总体构造

东风4B型内燃机车总体

 

一、简介

东风4B型内燃机车是在东风4型内燃机车基础上发展的换代产品。其主要特点:

(1)装用16V240ZJB型柴油机，装车功率2430kW(3300马力)，柴油机转速由500 ~llOOr/min调整到430~lOOOr/min，柴油机机体、曲轴、缸盖、连杆、活塞、缸套、高压油泵、主轴瓦等零部件的结构进行了较大改进;装用了步进电机驱动的无级调速器和九节式排气总管。

(2)调整主发电机输出功率，由原来的2059kW提高到2125kW;改善了牵引电动机吸、排风方式。

(3)装用56组强化铜散器;采用74-82度的温度控制阀感温元件，控制高温冷却水出口温度。

通过上述改进，机车的技术性能和运用可靠性有明显的提高。机车轮周效率达到 33.4%。

东风4B型货运内燃机车于1982年开始批量生产，东风4B型客运内燃机车于1987年开始生产。东风4B型客、货运内燃机车累计生产了4303台，相当于1999年全路内燃机车保有量的42.5%。

东风4B型机车是国产电传动内燃机车的基本型，为发展变型产品和产品系列化奠定了基础。该型机车的批量生产，推动了我国铁路牵引动力内燃化的进程。

二、设计特点

1、机车总体布置

东风4B型机车采用交直流电传动，柴油机的最大运用功率为2430kW。客运和货运两种机型，除牵引齿轮传动比不同外 (客运机车为71/21=3.38;货运机车为63/14= 4.5)，机车的结构基本相同。

机车采用框架式侧壁承载车体。它是一个全焊的钢结构，由侧墙、顶棚、底架、4组内部隔墙和两端司机室组成。4组内部隔墙将车体分为第1司机室、电气室、、动力室、冷却室、第「司机室5个部分。机车走行部为两台可以互换的三轴转向架。

2、机车动力装置

东风4B型机车采用16V240ZJB型柴油机。

16V240ZJB型柴油机为V型、16缸、废气涡轮增压、空气中间冷却、直接喷射燃烧室、四冲程大功率中速柴油机。

3、机车电传动

东风4B型机车采用交直流电传动装置。TQFR-3000型同步牵引发电机(通称主发电机)的转子轴端，通过弹性联轴器与柴油机相联。电机座端与柴油机联接箱连接，电机轴伸为锥度结构。它通过带有橡胶减震装置的万向联轴节，经变速箱增速后带动起动发电机和感应子励磁机以及测速发电机。

同步牵引发电机产生的三相交流电，经整流柜三相桥式全波整流后，输送给6台并联的ZQDR一410型牵引电动机。再由牵引电动机通过传动齿轮驱动车轮旋转，从而使机车运行。从整流柜到牵引电动机之间，电路的通断由6个主接触器分别控制。另外，还设有两个转换开关，用它转换牵引电动机励磁绕组的电流方向，从而改变牵引电动机的转向j控制机车的前进或后退。

机车在电阻制动工况下，两个转换开关将牵引电动机改接成他励直流发电机工况，6台牵引电动机的励磁绕组被串联在一起，由同步牵引发电机经整流柜制动电空接触器供给励磁，电机转子由轮对驱动，将列车运行的动能转化为电能，并分别输往制动电阻，转化为热量，再由轴流式风机吹风，将热量散到大气中，从而实现电阻制动。

4、机车走行部

机车走行部为两台可以互换的三轴转向架，采用拉杆式轴箱、牵引杆机构、全焊接构架。

机车整个上部结构通过8个弹性摩擦旁承座落在两台转向架上。每台转向架与车体间由一组低位平行四杆牵引杆机构相联，以传递牵引力和制动力。转向架轴箱采用弹性拉杆定位，轴箱内采用滚动轴承。转向架具有二系悬挂，一系是轴箱弹簧，二系由橡胶圆饼串联组成，位于旁承上方，以吸收高频振动。每个车轴上均悬挂一台牵引电动机。在车架与转向架之间，设有弹性侧挡。当机车在曲线上运行时，弹性侧档可与牵引杆杆件系统一起形成一个假想的中心区域，以便转向架绕此申心区域相对车体作回转运动。每个动轮均设有一个闸缸，采用单侧单闸瓦，并带有闸瓦自动调节器。

5、车体

机车的车体采用框架式承载车体。车体由底架，侧壁、顶棚、隔墙组焊成为一个整体的全钢焊接结构。

车体钢结构的主要承载杆件，采用 16Mn钢材。它具有良好的可焊性能，机械强度优于一般的A3钢材。

机车车钩采用大连厂通用件 "改进下开式3号车钩"，它是在下开式3号车钩基础上改进而来。其特点是车钩保留了原3号钩的良好防跳装置，又利用了货车13号车钩的主要零件。钩体和铸钢件与13号钩体通用，用时仅将13号钩体内的下防跳凸台铲去即可。另外，钩尾框、从板均采用货车件，缓冲器为二号缓冲器。

6、机车辅助系统

(1)燃油系统

机车燃油系统由燃油箱、燃油粗滤器、燃油输送泵、安全阀、逆止阀和截止阀、燃油预热器及管路等组成。

(2)机油系统

东风。型机车机油系统是以机油泵作为迫使机油循环流动，机油经过滤清和冷却后，向柴油机各零部件的摩擦表面供给一定压力和温度的洁净机油，并冷却活塞。机油带出摩擦及部分燃烧的热量，最后流回柴油机油底壳内。整个机油系统，包括柴油机油底壳、恍油泵、机油热交换器、机油滤清器、柴油机内部润滑系统、机油离心精滤器、起动机油泵、油压继电器和仪表、各种阀及管路等。此外，还有对机油进行预热的辅助机油泵。

(3)冷却水系统

东风4B型机车冷却水系统，为兼顾气缸和增压空气不同的冷却要求，分为高、低 (中冷)温两个冷却系统。主要部件有膨胀水箱、冷却水泵、空气冷却器 (中冷器)、机油热交换器、散热器、冷却风扇、静液压油热交换器及逆止阀、管路等。它们按一定的次序由管路和管件连接起来，组成两个循环回路。

高温水循环系统，主要冷却柴油机气缸套、气缸盖和涡轮增压器出气壳。低温水循环系统，冷却增压空气和机油。两个水系统共用一个膨胀水箱。

 

                   机车电路及原理

一、电路图

电路图按用途分为三种：原理图、安装配线图和原理配线图。东风4型内燃机车电路图属于原理配线图，由主电路、励磁电路、辅助电路、控制电路及照明电路组成，用于研究电气系统的工作原理，寻找电气故障及测试电气参数。因此，作为一名内燃机车乘务员和工程技术人员，应该掌握电路图，并能依靠电路图分析、判断、处理常见电气故障，从而保障机车正常运行，充分发挥机车潜力。

（1）   电路图的一般知识

一、电路图上的符号

电路图上的符号包括图形符号和文字符号。东风4型内燃机车电路图，其图形符号采用1984-1985年颁布的国际《电气图用图形符号》GB4728中规定的符号，其图形符号表参见书后附表1.文字符号沿用国际GB315-64所规定的符号，其排列格式有以下两种：在电力工程图纸上基本采用第一种格式；沿用国际通用文字符号的，采用第二种格式。格式中的基本符号代表电器元件的类别，例如接触器以C作为基本符号，电阻以R作为基本符号等；辅助符号代表电器元件的主要用途，例如制动以Z表示，空转以K表示等；附加符号表示器的附加特征，例如方向转换开关HKf的附加符号f表示用于控制机车运行方向；数字符号用于同一种电器的顺序编号。东风4B型内燃机车主要电器元件的代号，名称和型号参见书后附表2.

二、电路图的种类

    由于应用目的和技术要求不同，电路图可以分为三种。

（1）   原理图

这种电路图用于研究电气系统的工作原理。它根据研究范围画出系统的全部或局部，只要能确切地表示出电路工作原理，这种电路图画得越简单越好。

（2）   安装配线图

这种电路图用来对电器元件进行安装和配线，也可以用来检查电气设备的配线是否正确。在这种电路图中应表示出：电器元件的真实相对位置；组成元件的各个电器结构（如触头、线圈等）；连接导线的线号及去向。

（3）   这种电路图全面反映系统中各电器元件之间的电气连接，既可以用于研究电路的工作原理，又可以用于电气设备的配线和检查。原理配线图为机车乘务员，检修人员以及科技人员所使用。本章所介绍的东风4B型内燃机车电路图就属于原理配线图。

以上是电路图的三种形式，无论哪一种形式，都有一个共同点，就是图内不反映电器元件的真实位置和机械联系。在看图时只能结合元件的机械联系来理解电路图的含义。

三、东风4B型内燃机车电路图组成

东风4B型内燃机车电路图由以下几个部分组成：

（一）  主电路

      主电路是进行能量的传递和转换，实现机车牵引或电阻制动的电路。东风4B型机车主电路包括牵引发电机F，住整流柜1ZL主接触器1   ~6C,牵引电动机1~6D，工况转换开关1~2HKg，方向转换开关1~2HKf，电阻制动接触器ZC，制动电阻1~6Rz及相关测量电路（参见书末插页附图1）。

（二）  励磁电路

励磁电路是为牵引发电机F提供励磁的电路。东风4B型内燃机车励磁电路包括感应子励磁机L励磁整流柜2ZL，测速发电机CF以及控制、测量和励磁调节电路（参见书末插页附图2）。

（三）  辅助电路

辅助电路是由保障机车正常工作的辅助设备所构成的电路。东风4B型内燃机车辅助电路包括启动发电机QF，启动机油泵电动机QBD，燃油泵电动机1RBD，2RBD，空气压缩机电动机1YD，2YD，动力室通风机电动机1TD，2TD，电炉DL，预热锅炉系统电路以及控制、测量和调节电路（参见书末插页附图3）。

（四）  控制电路

控制电路是用于控制主电路、励磁电路、辅助电路工作状态的公路。东风4B型内燃机车控制电路包括司机控制器SK，琴键开关组1K~10K，按钮开关，信号灯，电磁线圈以及各电器连锁触头在内的电路（参见书末插图插页附图4\5\6）。

（五）  照明电路

照明电路包括机车前照灯、司机室、电器柜、左右车体、冷却室以及车底等各部位的照明电路以及各电动仪表照明电路（参见书末插页附图7）。

四、电路图中表示的机车状态

1.所有的开关均处于断开状态。

2.接触器、继电器及线圈均处于无电状态。如接触器的常开触头是当接触器线圈无电流时触头是打开的，常闭触头是闭合的；当线圈中有电流时，其常开触头闭合，常闭触头断开。

3.方向转换开关1~2HKf的触头为其在前进位的状态，当方向转换开关处于后退位时，其触头的开闭状态与此相反；工况转换开关1~2HKg的触头为其牵引位时的状态，当工况转换开关处于电阻制动位时，其触头的开闭状态与图中相反。

4.接线柱的代号用分式表示，分子表示接线柱的排号，分母表示接线柱在该排的顺序号。安装在电器柜和操纵台内的接线柱是成排布置的，安排编号，而每排中的接线柱以次编号。例如：X5|3表示电器柜内第五排第三个接线柱。

5.导线号：东风4B型内燃机车电路图中的导线用阿拉伯数字进行编号，联接的导线如果是几根并联使用时，用线号乘以并联的导线数来表示。例如；783*2表示两根线号为783的导线并联在一起使用。

      电路中导线线号的分配如下：

   1~244高压电路用（红色标签）；

   245~899低压电路用（蓝色标签）：

   900~940预热系统电路用；

  1000~13**照明电路用；

  14**电阻制动、电热玻璃用；

  1501~1549无级调速用；

  20**~21**控制、辅助电路负线；

  3***三项设备用。

6.电路图中符号或元件在图中位置按GB6988表示，即用代表的字母和代表列的数字组合来表示。例如，QBC线圈（K69）表示QBC线圈在电路中的位置是纵坐标为K，横坐标值为69相交所确定的区域（参见书末插页附图4）。      

五、柴油机启动电路

1.在柴油机启动之前，控制电路由蓄电池XDC供电。

（1）电源正端：（F43）XDC(+)→859→XK→473→3FL→472→1RD→467→Rc→495→X5∕1～4→控制电路。

（2）电源负端：控制电路→X8∕14～20→2198→XK→2199→XDC(-).

2.柴油机启动后正常工作时，改用启动发电机QF供电。

(1) 电源正端：（G47）QF(+)→883→479→471→2RD→470→NL→469→495→X5∕1～4→控制电路。

(2) 电源负端：控制电路→X8∕14～20→2198→2085→QF(-).

因此，对于控制电路，无论是由XDC供电还是由QF供电，控制电路正端总是X5∕1～4，负端总是X8∕14～20。

六、机车启动电路

工况转换开关电路

当闭合机车控制开关2K，换向手柄由“中立”位移至“前进”位时，SK的3号触指闭合，接通工况转换开关1~2HKg1电空阀线圈电路。电路如下

X5∕2（+）…502→2K→503→16DZ→504→X15∕11～12→511→SK3

→507→X15∕9→750→X3∕1→250→1~2HKg1线圈→2010→X8∕19(-).

方向转换开关电路

当SK主手柄由“0”位提至“1”位，SK的5号触指接通，使方向转换开关1~2HKf1电空阀得电，主电路接成前进方向。电路如下

X5∕2（+）…502→2K→503→16DZ→504→X15∕11～12→511→SK5→SK2→506→X15∕8→752→X3∕3→260→1C反→…6C反→266→1~2HKf1线圈→X8∕19(-)。

励磁机励磁电路

1、  LLC线圈电路

X5∕2（+）…502→2K→503→16DZ→504→X15∕11～12→511→SK5→SK2→506→X15∕8→752→X3∕3→267→1HKf→268→2HKf→269→272→LJ反→315→X7∕3→X7∕2→274→DJ反→275→276→1ZJ反→278→3ZJ反→301→2ZJ反→302→310→328→LLC线圈→2019→X8∕17(-).

2、  1~6C线圈电路

X5∕2（+）…502→2K→503→16DZ→504→X15∕11～12→754→X3∕4～5→1401→2ZFK反→1402→5 ZFK反→1409→X5∕21→282→LLC反→283→1～6GK→1~6C线圈→X8∕18(-).

3、  LC线圈电路

X5∕2（+）…502→2K→503→16DZ→504→X15∕11～12→511→SK5→SK2→506→X15∕8→752→X3∕3→267→1HKf→268→2HKf→269→272→LJ反→315→X7∕3→X7∕2→274→DJ反→275→276→1ZJ反→278→3ZJ反→301→2ZJ反→302→310→1C正→…6C正→297→374→LC线圈→2026→X8∕17(-).